2010年實驗熱點《化學工業(yè)流程綜合實驗》

1、實驗熱點 化學工業(yè)流程實驗1工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應為：CO+H2O(g)CO2+H2t時，往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應建立平衡后，體系中c(H2)=0.12molL1。該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=_（填計算結果）。保持溫度不變，向上述平衡體系中再加入0.1molCO，當反應重新建立平衡時，水蒸氣的轉(zhuǎn)化率(H2O)=_。T/KT1573T2K1.001072.451051.88103（2）合成塔中發(fā)生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；H”、“”或“=”）。900 溫度產(chǎn)率 NO （3）NH3

2、和O2在鉑系催化劑作用下從145就開始反應：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) H=905kJmol1不同溫度下NO產(chǎn)率如圖所示。溫度高于900時，NO產(chǎn)率下降的原因 。（4）吸收塔中發(fā)生反應的化學方程式為： 。（5）上述工業(yè)流程中，采用了循環(huán)操作工藝的是 （填序號）（6）硝酸廠的尾氣含有氮氧化物，如果不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮氣和水，其反應機理為：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)； H=574kJmol1CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)； H

3、=1160kJmol1則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為：_。答案：（1） 1； 50； （2） （3）溫度高于900時，平衡向左移動（4）2NO+O22NO2 ，3NO2+H2O2HNO3+NO（5）（6）CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)2H2O(g)+N2(g) H867kJ/mol2 鐵及其化合物在日常生活應用廣泛，請根據(jù)下列實驗回答問題：（1）鋼鐵的腐蝕 鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕的負極反應式為： ；將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡后，放入如下圖所示裝置中，下列敘述正確的是 A過一段時間，乙試管中的導管內(nèi)水柱上升B甲試管中鐵釘發(fā)生了化學腐蝕C鐵釘在該裝置中被腐蝕的

4、情況隨時間的延長而加快（2）生鐵中含有一種鐵碳化合物X（ Fe3C）。 X在足量的空氣中高溫煅燒，生成有磁性的固體Y，將Y溶于過量鹽酸的溶液中含有的大量陽離子是： ；X與過量濃硝酸反應后溶液中含有的鹽的化學式 。（3）氧化鐵是重要的工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程如下：回答下列問題：操作的名稱是 ，操作的名稱是 ；Na2CO3溶液可以除油污，原因是（用離子方程式表示） ；請完成生成FeCO3沉淀的離子方程式：Fe2+ + HCO3 FeCO3+ + H2O寫出在空氣中煅燒FeCO3的化學方程式 ；答案：（1）Fe -2e = Fe2+ A（2）Fe2+ Fe3+ H+ Fe（NO3）3 （3）

5、過濾，洗滌 CO32 + H2O HCO3 + OH Fe2+ + 2HCO3- = FeCO3+ CO2 + H2O3.自然界中存在的天然純堿主要來自于堿湖和固體堿礦。工業(yè)上以氯化鈉為原料生產(chǎn)純堿。我國化工專家侯德榜發(fā)明的侯氏制堿法的原理是將二氧化碳通入氨水的氯化鈉飽和溶液中，使碳酸氫鈉從溶液中析出，過濾得到碳酸氫鈉晶體。已知氯化鈉、碳酸氫鈉、碳酸氫銨在20下的溶解度分別為：36 g、9.6 g、21.7 g。侯氏制堿法的流程如下圖：食鹽氨水二氧化碳碳酸化過濾氯化銨過濾冷卻鹽析食鹽碳酸氫鈉氨水加熱碳酸鈉請寫出制取碳酸氫鈉的化學方程式： ，碳酸氫鈉能從溶液中析出的原因是： 。侯氏制堿法的原理是

6、將二氧化碳通入氨水的氯化鈉飽和溶液中，能否將其改為“將氨水通入到二氧化碳的氯化鈉飽和溶液”呢（選填“能”或“不能”）？ 。你選擇的理由是： _ _。將析出的碳酸氫鈉晶體煅燒，分解得到碳酸鈉。寫出該反應的化學方程式： 。在濾出碳酸氫鈉后的母液中加入石灰水并加熱，生成的氨可以重新利用，寫出發(fā)生反應的化學方程式： 。反應的另一產(chǎn)物氯化鈣被棄掉，母液中食鹽的利用率只有70%。侯德榜先生經(jīng)過多年的摸索和實踐，在過濾出碳酸氫鈉后的母液中，不加石灰水，而是在降溫到t 后加食鹽，利用低溫下氯化銨比氯化鈉溶解度小的特點，加入的食鹽在連續(xù)循環(huán)操作中不斷被利用，使食鹽的利用率提高到96%。同時，析出的氯化銨又可作為

7、化學肥料。請根據(jù)下表所給有關溶解度的數(shù)據(jù)，結合經(jīng)濟效益推測溫度t應在 左右溶解度 溫度物質(zhì) 0 10 20 30 NaCl35.7 g35.8 g36.0 g36.3 gNH4Cl29.4 g33.3 g37.2 g41.4 g答案：NH3 + CO2 + H2O + NaCl NaHCO3 + NH4Cl （或分步寫） 碳酸氫鈉的溶解度較小，生成碳酸氫鈉的量多，故析出 不能 ；因為二氧化碳在水中的溶解度很小，若將氨水加入到二氧化碳的氯化鈉飽和溶液中，生成的碳酸氫鈉量少2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO22NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O ； 10 4. 廢舊電池

8、亂扔不僅污染環(huán)境，更是一種資源的浪費。普通鋅錳干電池是圓筒形的，外筒由鋅制成，筒中央為碳棒，筒內(nèi)黑色糊狀物主要成分是淀粉、氯化銨、氯化鋅和二氧化錳等。某研究性學習小組設計如下流程，變廢為寶：(1) “溶解”步驟中，為提高溶解速度，可采取的措施有加熱、 等；“操作”的名稱是 ；（2）檢驗“濾液b”中含有NH4+的方法是 。(3) 某同學將黑色濾渣與足量的濃鹽酸充分反應后的液體進行過濾，得到的濾渣還是黑色，該黑色物質(zhì)在熱的濃硫酸中能完全消失，則該黑色物質(zhì)與濃硫酸反應的化學方程式為 。 (4) 二氧化錳還可大量用于煉鋼、有機合成工業(yè)等。在制備高純二氧化錳過程中，用FeSO4、稀H2SO4對軟錳礦（主

9、要成分為MnO2）進行酸浸富集錳元素生成Mn2，寫出酸浸時發(fā)生反應的離子方程式_。(5) 已知：SOCl2極易與水發(fā)生下列反應：SOCl2+H2O=SO2+2HCl。有人用SOCl2代替“操作”中的HCl氣體，使其與ZnCl2xH2O混合加熱制取無水氯化鋅，請你對使用SOCl2試劑作個評價 。 答案： (1)攪拌等； 蒸發(fā)、結晶 ；（2）取少量“濾液b”于試管中，滴入NaOH溶液，加熱，用鑷子將濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口附近，若試紙變藍，則說明“濾液b”中含有NH4+(3) C2H2SO4(濃) CO22SO22H20 (4) MnO22Fe2+4H+Mn2+2Fe3+2H2O (5) SO

10、Cl2能消耗H2O；生成的HCl氣體抑制ZnCl2水解；生成的SO2有毒等。5.（8分）廢定影液中含有Na、Ag(S2O3)23、Br等離子。某研究性學習小組擬通過下列實驗程序，對廢定影液進行實驗處理，回收其中的銀和溴。w.w.w.k.s.5*u.c.#om已知：4H+2Ag(S2O3)23= Ag2S+3S+3SO2+SO42+2H2O （1）加入鋅粉的目的是將溶液中的少量溴化銀還原出來，該反應的離子反應方程式為： 。（2）從綠色化學的要求看，該研究性學習小組所擬定的回收銀的實驗流程中，存在的嚴重缺陷為 。（3）請你幫助該研究性學習小組設計回收液溴的主要實驗步驟： 向濾液中通入適量氯氣；w.

11、w.w.k.s.5*u.c.#om ； 。 2AgBr + Zn = Ag + Zn2+ + 2Br （2分） 在空氣中灼燒時產(chǎn)生的SO2有毒，污染空氣（2分） 在混合物中加入四氯化碳充分振蕩后分液（2分）；蒸餾，收集所得餾分（2分） 6. （鎮(zhèn)江市2010屆高三第一次調(diào)研測試）（12分）某銅礦石含氧化銅、氧化亞銅、三氧化二鐵和大量脈石（SiO2）,現(xiàn)采用酸浸法從礦石中提取銅，其流程圖如下：已知： 當?shù)V石中三氧化二鐵含量太低時，可用硫酸和硫酸鐵的混合液浸出銅；反萃取后的水層是硫酸銅溶液，Cu2+濃度約為50g/L?；卮鹣铝袉栴}：（1）礦石用稀硫酸浸出過程中氧化亞銅發(fā)生的反應為：Cu2O+2H+

12、=Cu2+Cu+H2O；請寫出該過程中發(fā)生的另一個氧化還原反應的離子方程式： 。 C=N（2）萃取劑A是一類稱作為肟類的有機化合物，如N-510、N-530等。某肟類化合物A的分子結構中僅含n1個 CH3、n2個 OH 和n3個 三種基團，無環(huán)狀結構，三種基團的數(shù)目關系為n3= 。若A的相對分子質(zhì)量為116，分子結構中碳原子跟碳原子相連接，則A的結構簡式是 。（3）寫出電解過程中陽極（惰性電極）發(fā)生反應的電極反應式： 。（4）循環(huán)中反萃取劑B的主要成分是 。（5）某銅礦石樣品中，若僅含氧化亞銅、三氧化二鐵和脈石三種物質(zhì)。取該礦石樣品200.0g，用100mL1.0molL1H2SO4溶液浸取后

13、，還需加入10mL 1.0molL1 Fe2(SO4)3溶液才能使銅全部浸出，浸取液經(jīng)充分電解后可得到 6.4gCu。求銅礦石樣品中氧化亞銅和氧化鐵的質(zhì)量分數(shù)？（1）Cu+2Fe3+=2Fe2+ Cu2+（2分）（2）n3= n1+ n22 （1分） CH3C(=NOH)C(=NOH)CH3（2分）（3）4OH4e= O2+2H2O（2分）（4）H2SO4（1分）（5）Cu2O：3.6% （2分） Fe2O3：3.2%（2分）7.（10分）氯化亞銅在氯的衍生物產(chǎn)品中占有較突出的位置，在有機合成工業(yè)中可作催化劑。以下是從含Cu2+、Fe3+的電鍍廢水中制備氯化亞銅的工藝流程圖。用濾液中Cu2+、

14、Fe3+的含量對pH作圖，可直觀地反映出濾液中金屬離子含量與pH之間的關系以及反應系統(tǒng)pH與CuCl產(chǎn)率的關系。請回答以下問題： （1）含Cu2+、Fe3+的電鍍廢水加堿沉淀時，會有Fe(OH)3生成。當pH=5時，在電鍍廢水中再加入氫氧化鈉溶液生成電鍍污泥的主要成分為_。 （2）由反應制備CuCl時的最佳pH在_左右。 （3）對CuCl產(chǎn)率探究時發(fā)現(xiàn)反應在隔絕空氣條件下進行時CuCl產(chǎn)率較高，由此推測CuCl具有_性。 （4）反應中1mol鐵粉完全反應轉(zhuǎn)移2mol電子，寫出其離子反應方程式為_。如果將反應中鐵粉換為亞硫酸鈉，也可以得到氯化亞銅，請完成這一反應的化學方程式_。（每空2分，共10分） （1）Cu(OH)2 （2）3.5 （3）還原 （4）2Cu2+2Cl-+Fe=2 CuCl +Fe2+ 2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+H2O=2CuCl+2 Na2SO4+H2SO48.（無錫市2010屆高三上學期期末質(zhì)量調(diào)研）B某研究性學習小組擬從實驗室含碘廢液中回收碘。制訂兩種方案提取，他們的實驗方案如下：試回答下列問題 （1）方案一，說明廢水含有單質(zhì)碘可用的試劑是： （2）方案一，步驟反應的化學方程式為： （3）方案二，用H2O2而不用Cl2，理由是：